Kireçtaşı, mağaralarda sarkıt ve dikitler için olduğu gibi buharlaşma sonucunda veya deniz ortamlarında kalsiyum karbonat birikimi yoluyla oluşabilir. Kireçtaşı, oluşum yöntemine bağlı olarak biyolojik veya kimyasal bir tortul kayadır.
Buharlaşma yoluyla oluşturulan kireçtaşı oluşumları, aynı zamanda traverten olarak da bilinen kimyasal tortul kayalardır. Kalsiyum karbonat içeren damlacıklar mağara tavanlarından sızıp buharlaştığında oluşurlar. Her buharlaştırılmış damlacık, az miktarda kalsiyum karbonatın arkasından ayrılırken, sarkıt oluşur. Damlacıklar zemine düşüp buharlaşırsa, kalsiyum karbonat birikmeye başladığında dikit yukarı doğru uzanır. Bu karakteristik kireçtaşı dişleriyle birçok mağara doldurulur.
Biyolojik tortul kireçtaşı, en sık kuzey ve 30 derece güney enlemleri arasındaki bölgelerde ılık, sığ deniz sularında oluşur. Bu tip kireçtaşı, kalsiyum karbonat kabukları olan deniz organizmaları olarak oluşur ve iskeletler ölür ve katman katman biriktirir. Sonunda, geniş basınç ve zamanla, bu kalsiyum karbonat tortusu kireçtaşına sertleşir. Bu tür kayalarda genellikle içinde fosiller bulunur. Daha az yaygın bir kireçtaşı oluşumu yöntemi, kalsiyum karbonatın tuz veya tatlı sudan doğrudan biriktirilmesidir.
